В. Кругляков ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ В КАЙНОЗОЕ Продолжение. Часть 3 ГЛУБИНА ОКЕАНА И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Рассматривая результаты глубоководного бурения, несложно заметить, что возраст карбонатных осадочных образований океанических котловин палеогеновый (в основном эоценовый и олигоценовый) и раннемиоценовый. В исключительных случаях (на восточной периферии Северо-восточной котловины Тихого океана) он может быть моложе вплоть до раннего плиоцена. Выше отмечаются исключительно глинистые образования. На контакте карбонатной и глинистой частей разреза отмечается глобальное угловое несогласие. Это позволяет сделать первое заключение: до раннего миоцена включительно глубина в океанических котловинах была явно меньше КГК. С середины миоцена произошло глобальное увеличение глубины океана. В результате карбонатный материал скелетов планктонных организмов перестал накапливаться на дне всех абиссальных океанических котловин. Проблема углового несогласия может быть рассмотрена с позиций признания неровности рельефа дна к началу опускания. Как следствие, разложение ранее накопленных карбонатов началось во впадинах, что на некоторое непродолжительное геологическое время усилило контрастность рельефа. Такой взгляд, по-видимому, имеет право на жизнь. По крайней мере, на обсуждение. В принципе можно предположить, что глубина океана оставалась неизменной, а агрессивность океанской воды с эоцена по миоцен возрастала. Причин такого возрастания физическая химия пока не обнаруживает. Тем не менее, допустить это можно было бы, если бы не аномальные явления типа плиоценовых карбонатных осадков в разрезе периферии котловин, и если бы не отсутствие карбонатов или, по крайней мере, снижение их количества в палеоцене и уменьшение карбонатности осадков палеоцена по сравнению с эоцен-миоценовой частью разреза. На платформах Евразийского континента, на размытой поверхности палеозойских и мезозойских отложений залегают, как правило, карбонатные отложения палеогенового (эоценового и олигоценового) и миоценового возраста. Такая ситуация отмечается в Приднестровье на Русской платформе, в мезозоидах Дальнего Востока, на Западной Украине, в альпидах Южного Таджикистана, в Туркмении. Это устричные банки, мшанковые и коралловые рифы, перекристаллизованные (слабо метаморфизованные) известняки. Это (второе заключение) значит, что в то время, когда океан был "мелким», на континентах был талассократический режим, значительные площади современных континентов были заняты мелкими эпиконтинентальными морями. Есть еще одно, правда, менее уверенное наблюдение. В котловинах, в частности в Северо-восточной котловине Тихого океана по геоакустическим данным намечается еще, как минимум, одно несогласие в карбонатной части разреза примерно на границе эоцена и олигоцена. Содержание кальцита в породах карбонатной части разреза варьирует от 95% и выше в миоценовых мелоподобных осадках до 60% в более древних отложениях. Хотя и в них тоже выделяются мелоподобные разности с очень высоким содержанием кальцита – до 90%. Можно допустить, что эта вариация связана также с временным обмелением океана или каких-то его частей. Это сопоставление позволяет сделать следующее обобщение. Обмеление океана сопровождается трансгрессией, а его углубление – регрессией эпиконтинентальных морей. Отсюда следует, что земная кора континентов и океанов испытывает синхронные вертикальные колебательные движения с различным знаком (рис.2). Объем воды, как геологического тела, в течение кайнозоя относительно постоянен. Физико-химические характеристики воды океана практически неизменны. Маленькое отступление. В те же годы были проведены комплексные исследования параметрической геохимической скважины на Каспии Булла-море-5. При этих исследованиях было выяснено, что генерация метана и двуокиси углерода осуществляется бактериальным населением пород разреза до глубины 1450 м.
Рис. 2 Сопоставление разрезов Северо-восточной котловины Тихого океана и Дальнего Востока Российской Федерации
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ КОРЫ И НАКОПЛЕНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАУСТОБИОЛИТОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ
Не будем останавливаться на давней полемике представителей концепций органического и неорганического происхождения углеводородов. В основе первой лежат реакции типа классической реакции Энглера, в основе второй – Менделеева. Обе реакции – это результаты модельных экспериментов. Поэтому в определенных условиях обе они вполне возможны в природе. Даже ортодоксальные сторонники неорганического происхождения нефти не могут не признать, что накопление органического материала, по крайней мере, для формирования торфов и углей – условие необходимое. Формирование углеводородов, в основном газов, как показали специальные геомикробиологические исследования, активно происходит и вне зоны катагенеза, в условиях, близких к поверхностным (болотный газ), и в илистых отложениях в первые метры ниже поверхности дна моря. Эти исследования массово проводились в семидесятые годы прошлого века в объединении «Южморгеология» (ныне Государственный научный центр того же названия), а позже вошли в комплекс систематических геохимических съемок, проводимых с нефтегазопоисковыми и экологическими задачами.
Систематические геохимические съемки позволили проводить районирование. Поэтому принципиально важно понять условия накопления органического вещества, подверженного соответствующим превращениям. По всей видимости, процесс накопления органических остатков связан с накоплением мелкообломочного и тонкодисперсного осадочного материала терригенного происхождения. Накопление возможно при наличии некоторого количества воды, т.е. в субаквальных условиях, даже если речь идет о континенте. Но глубина водоемов может быть сколь угодно незначительной. Известны большие площади, занятые торфяными болотами во внутренних частях континентов, в частности, на Русской платформе в Подмосковье. Накопление органического вещества весьма активно в лиманах, плавнях с глубиной от десятков сантиметров до первых метров. В то же время сапропели отмечаются на внешних частях шельфов на глубинах в 50-100 м и во впадинах внутренних морей вблизи подножий континентальных склонов на глубинах более 1800 м, как это отмечается в Черном море вдоль всего кавказского континентального склона. В процессе накопления органического вещества не так очевидна роль вертикальных колебательных движений земной коры, как при сопоставлении одновозрастных разрезов чехла на дне океанов и на континентах, или при рассмотрении геохимии углерода. Во внутренних морях это накопление в принципе может идти постоянно. Лиманы же, плавни, подтопленные низменности, мангровые заросли вероятнее всего, характерны для этапов смены геократического режима талассократическим.
Для прогрессирующего накопления органического вещества и его сохранения предпочтительным может быть время трансгрессий. При этом накопленный материал захороняется и преобразуется в анаэробной восстановительной обстановке с образованием метана и ряда других компонентов.
Маленькое отступление. Так называемый болотный газ характерен не только для болот. Он (или его некий аналог) формируется в осадках лиманов, плавней и даже морских акваторий в процессе биохимического преобразования захороненного органического вещества. Описывать проявления болотного газа в болотах нет смысла. С ним знаком каждый исследователь-естественник, которому приходилось форсировать трудно проходимые участки. Что такое трясина, болотные кочки можно не напоминать. Но на дне моря нередко можно встретить практически полный аналог континентального болота. Дно кочковато. Правда, размер кочек, которые удается наблюдать геоакустическими методами, имеет на дне, например, Восточно- Черноморской впадины, на погруженной части шельфа, примыкающего к Восточным Понтидам в турецких водах Черного моря диаметр до 3-5 м при высоте до 3 м. Такие кочкарники обнаружены в Черном море при изысканиях трассы газопроводы «Голубой поток» из России в Турцию и неоднократно описаны в русской и англоязычной литературе под названием «кипящего ила» или «подводного болота». В генерируемой газовой смеси доминируют двуокись углерода, метан, азот, обнаруживаются непредельные углеводороды и гомологи метана, по крайней мере, до бутанов включительно.
Наряду с подводными болотами при этих изысканиях были обнаружены более крупные локальные поднятия диаметром до 200 м высотой до 20 м. В отдельных случаях над ними акустическими методами регистрировались султаны выброшенного материала (рис. 3).
Рис. 3 Сонографическая и профилографическая характеристика газовых грифонов на дне Черного моря по данным геоакустической профилографии
Отмечены такие образования и на континентальной (островной) окраине острова Хонсю с океанской стороны. В англоязычной литературе поля развития таких образований называются pock mark, что в прямом переводе означает «оспа». В русскоязычных публикациях индивидуальные холмики такого рода именуются грифонами. Поля развития грифонов или pock mark рассматриваются как поисковые признаки на нефть и газ. Не исключено, что такие поля могут в какой-то мере соответствовать проекции на поверхность дна глубоко расположенной залежи, но вероятнее, что они формируются, как и подводные болота, за счет активной генерации газов анаэробными бактериями в процессе разложения захороненного органического вещества в верхних нескольких десятков метров разреза. И на суше, и на дне внутренних и окраинных морей известны грязевые вулканы и грифоны, природа которых – скопления газов под повышенным давлением. Известны такие вулканы на Таманском и Керченском полуостровах, в прибрежных районах Азербайджана. Они известны на дне Азовского моря (по существу, мелководного залива Черного моря), в Западной, Восточной Черноморских, Южно-Каспийской впадинах и многих других регионах. Газовые камеры таких вулканов зачастую располагаются на больших глубинах в древних породах. Так черноморские и причерноморские вулканы имеют корни в нижнемеловых отложениях на глубинах по разрезу чехла зачастую существенно более 1 км. Эти вулканы, по-видимому, связаны с углеводородами глубинного происхождения –продуктами катагенеза. Сопочная брекчия таких вулканов на дне моря формирует невысокие, в десятки метров, пологие холмы диаметром в несколько километров. В составе брекчии отмечаются обломки пород раннемелового возраста.
МОРСКОЙ ГЕОЛОГ
В.
В. Кругляков
ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ В КАЙНОЗОЕ
Продолжение. Часть 3
ГЛУБИНА ОКЕАНА И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Рассматривая результаты глубоководного бурения, несложно заметить,
что возраст карбонатных осадочных образований океанических котловин палеогеновый (в основном эоценовый и олигоценовый) и раннемиоценовый.
В исключительных случаях (на восточной периферии Северо-восточной котловины Тихого океана) он может быть моложе вплоть до раннего плиоцена. Выше отмечаются исключительно глинистые образования. На контакте карбонатной и глинистой частей разреза отмечается глобальное угловое несогласие. Это позволяет сделать первое заключение: до раннего миоцена включительно глубина в океанических котловинах была явно меньше КГК.
С середины миоцена произошло глобальное увеличение глубины океана. В результате карбонатный материал скелетов планктонных организмов перестал накапливаться на дне всех абиссальных океанических котловин.
Проблема углового несогласия может быть рассмотрена с
позиций признания неровности рельефа дна к началу опускания.
Как следствие, разложение ранее накопленных карбонатов началось во впадинах, что на некоторое непродолжительное геологическое время усилило контрастность рельефа. Такой взгляд, по-видимому, имеет право на жизнь. По крайней мере, на обсуждение.
В принципе можно предположить, что глубина океана оставалась неизменной, а агрессивность океанской воды с эоцена по миоцен возрастала. Причин такого возрастания физическая химия пока не обнаруживает. Тем не менее, допустить это можно было бы, если бы не аномальные явления типа плиоценовых карбонатных осадков в разрезе периферии котловин, и если бы не отсутствие карбонатов или, по крайней мере, снижение их количества в палеоцене и уменьшение карбонатности осадков палеоцена по сравнению с эоцен-миоценовой частью разреза.
На платформах Евразийского континента, на размытой поверхности палеозойских и мезозойских отложений залегают, как правило, карбонатные отложения палеогенового (эоценового и олигоценового) и
миоценового возраста.
Такая ситуация отмечается в Приднестровье на Русской платформе, в мезозоидах Дальнего Востока, на Западной Украине, в альпидах Южного
Таджикистана, в Туркмении. Это устричные банки, мшанковые и коралловые рифы, перекристаллизованные (слабо метаморфизованные)
известняки.
Это (второе заключение) значит, что в то время, когда океан был "мелким», на континентах был талассократический режим, значительные
площади современных континентов были заняты мелкими
эпиконтинентальными морями.
Есть еще одно, правда, менее уверенное наблюдение. В котловинах, в частности в Северо-восточной котловине Тихого океана по геоакустическим данным намечается еще, как минимум, одно несогласие в карбонатной части разреза примерно на границе эоцена и олигоцена.
Содержание кальцита в породах карбонатной части разреза варьирует
от 95% и выше в миоценовых мелоподобных осадках до 60% в более древних отложениях. Хотя и в них тоже выделяются мелоподобные разности с очень высоким содержанием кальцита – до 90%.
Можно допустить, что эта вариация связана также с временным обмелением океана или каких-то его частей.
Это сопоставление позволяет сделать следующее обобщение.
Обмеление океана сопровождается трансгрессией, а его углубление – регрессией эпиконтинентальных морей. Отсюда следует, что земная кора континентов и океанов испытывает синхронные вертикальные колебательные движения с различным знаком (рис.2).
Объем воды, как геологического тела, в течение кайнозоя относительно постоянен. Физико-химические характеристики воды океана практически неизменны.
Маленькое отступление. В те же годы были проведены комплексные
исследования параметрической геохимической скважины на Каспии Булла-море-5. При этих исследованиях было выяснено, что генерация
метана и двуокиси углерода осуществляется бактериальным населением пород разреза до глубины 1450 м.
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ КОРЫ И НАКОПЛЕНИЕ
ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ
КАУСТОБИОЛИТОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ
Не будем останавливаться на давней полемике представителей концепций органического и неорганического происхождения углеводородов.
В основе первой лежат реакции типа классической реакции Энглера, в основе второй – Менделеева. Обе реакции – это результаты модельных экспериментов. Поэтому в определенных условиях обе они вполне возможны в природе.
Даже ортодоксальные сторонники неорганического происхождения нефти не могут не признать, что накопление органического материала, по крайней мере, для формирования торфов и углей – условие необходимое.
Формирование углеводородов, в основном газов, как показали специальные геомикробиологические исследования, активно происходит и вне зоны катагенеза, в условиях, близких к поверхностным (болотный
газ), и в илистых отложениях в первые метры ниже поверхности
дна моря.
Эти исследования массово проводились в семидесятые годы прошлого века в объединении «Южморгеология» (ныне Государственный научный центр того же названия), а позже вошли в комплекс систематических геохимических съемок, проводимых с нефтегазопоисковыми и экологическими задачами.
Систематические геохимические съемки позволили проводить районирование. Поэтому принципиально важно понять условия накопления органического вещества, подверженного соответствующим превращениям.
По всей видимости, процесс накопления органических остатков связан
с накоплением мелкообломочного и тонкодисперсного осадочного
материала терригенного происхождения. Накопление возможно при наличии некоторого количества воды, т.е. в субаквальных условиях, даже если речь идет о континенте. Но глубина водоемов может быть сколь угодно незначительной.
Известны большие площади, занятые торфяными болотами во внутренних частях континентов, в частности, на Русской платформе в Подмосковье.
Накопление органического вещества весьма активно в лиманах, плавнях с глубиной от десятков сантиметров до первых метров. В то же время сапропели отмечаются на внешних частях шельфов на глубинах в 50-100 м и во впадинах внутренних морей вблизи подножий континентальных
склонов на глубинах более 1800 м, как это отмечается в Черном море вдоль всего кавказского континентального склона.
В процессе накопления органического вещества не так очевидна роль вертикальных колебательных движений земной коры, как при сопоставлении одновозрастных разрезов чехла на дне океанов и на континентах, или при рассмотрении геохимии углерода.
Во внутренних морях это накопление в принципе может идти постоянно. Лиманы же, плавни, подтопленные низменности, мангровые заросли вероятнее всего, характерны для этапов смены геократического режима
талассократическим.
Для прогрессирующего накопления органического вещества и его
сохранения предпочтительным может быть время трансгрессий.
При этом накопленный материал захороняется и преобразуется в
анаэробной восстановительной обстановке с образованием метана
и ряда других компонентов.
Маленькое отступление. Так называемый болотный газ характерен не только для болот. Он (или его некий аналог) формируется в осадках лиманов, плавней и даже морских акваторий в процессе биохимического
преобразования захороненного органического вещества. Описывать проявления болотного газа в болотах нет смысла. С ним знаком каждый
исследователь-естественник, которому приходилось форсировать
трудно проходимые участки.
Что такое трясина, болотные кочки можно не напоминать. Но на дне моря нередко можно встретить практически полный аналог континентального болота. Дно кочковато. Правда, размер кочек, которые удается наблюдать геоакустическими методами, имеет на дне, например, Восточно- Черноморской впадины, на погруженной части шельфа, примыкающего к Восточным Понтидам в турецких водах Черного моря диаметр до 3-5 м при высоте до 3 м.
Такие кочкарники обнаружены в Черном море при изысканиях трассы газопроводы «Голубой поток» из России в Турцию и неоднократно описаны в русской и англоязычной литературе под названием «кипящего ила» или «подводного болота». В генерируемой газовой смеси доминируют двуокись углерода, метан, азот, обнаруживаются непредельные углеводороды и гомологи метана, по крайней мере, до бутанов
включительно.
Наряду с подводными болотами при этих изысканиях были обнаружены более крупные локальные поднятия диаметром до 200 м высотой до 20 м. В отдельных случаях над ними акустическими методами регистрировались султаны выброшенного материала (рис. 3).
Отмечены такие образования и на континентальной (островной) окраине острова Хонсю с океанской стороны.
В англоязычной литературе поля развития таких образований называются pock mark, что в прямом переводе означает «оспа». В русскоязычных публикациях индивидуальные холмики такого рода именуются грифонами.
Поля развития грифонов или pock mark рассматриваются как поисковые признаки на нефть и газ. Не исключено, что такие поля могут в какой-то мере соответствовать проекции на поверхность дна глубоко расположенной залежи, но вероятнее, что они формируются, как и
подводные болота, за счет активной генерации газов анаэробными
бактериями в процессе разложения захороненного органического
вещества в верхних нескольких десятков метров разреза.
И на суше, и на дне внутренних и окраинных морей известны грязевые вулканы и грифоны, природа которых – скопления газов под повышенным давлением. Известны такие вулканы на Таманском и Керченском полуостровах, в прибрежных районах Азербайджана. Они известны на дне Азовского моря (по существу, мелководного залива Черного моря), в Западной, Восточной Черноморских, Южно-Каспийской впадинах и многих
других регионах. Газовые камеры таких вулканов зачастую располагаются на больших глубинах в древних породах. Так черноморские и причерноморские вулканы имеют корни в нижнемеловых отложениях на глубинах по разрезу чехла зачастую существенно более 1 км.
Эти вулканы, по-видимому, связаны с углеводородами глубинного
происхождения –продуктами катагенеза.
Сопочная брекчия таких вулканов на дне моря формирует невысокие, в десятки метров, пологие холмы диаметром в несколько километров. В составе брекчии отмечаются обломки пород раннемелового возраста.
Продолжение следует